孔板波纹填料热源塔的热质传递性能

提出一种采用大比表面积、表面冲有网孔的塑料孔板波纹填料的热源塔,并通过构建横流式热源塔实验系统,开展风量密度和淋液密度等对孔板波纹填料热源塔热质传递性能的研究,并与常规人字波纹填料热源塔热质传递性能进行实验对比。研究结果表明:孔板波纹填料表面的网孔结构促进液膜在填料两侧的交叉流动及液膜表面的扰动;相比人字波纹填料,当风量密度为2.5 kg/(m2·s)时,孔板波纹填料的传热系数提高9.5%,换热量为人字波纹填料的2倍,为热源塔热质传递强化及紧凑化提供参考。     

SY型丝网波纹填料的流体力学及传质性能研究

研究开发了一种新型SY丝网波纹填料。常温常压下,以空气-水-氧气为介质,在塔径500mm的有机玻璃塔内,对4种不同比表面积的SY型填料进行冷模实验,研究其流体力学和传质性能,并在相同实验条件下与丝网波纹填料CY700进行对比。实验结果表明,SY型填料的塔压降低于CY型填料,液泛气速和传质效率均优于CY型填料。当L=2249m3/(m2·h)时,SY700填料的湿塔压降比CY700降低了32%;L=1687m3/(m2·h)时,等板高度平均降低了12%;实验范围内,液泛气速平均增大了22%。上述结果表明SY型填料优化的波纹几何结构,改善了气液相通道,强化了气液两相接触传质,并增大了填料通量,具有较宽的操作范围和较好的分离效率。     

充液填料塔的传质性能分析

本文分别对充液填料塔的气相和液相传质性能进行了分析,并考虑了液体纵向混合的影响。结果说明,充液填料塔中的气相传质系数并不比普通填料塔中的大,液相的则较大而单位体积的相接触面积则不一定总是大于填料层的几何比表面积。此外,作者认为,既然在篩板上的鼓泡层中,分子擴散系数是有显著影响的,因而在充液填料塔中也应该是有影响的。从而认为,用界面动力状态理论来说明充液填料塔的传质机理是值得商榷的。     

用虚拟多管模型研究填料塔气液逆流停留时间分布

对填料塔中的气液逆流过程,用虚拟气液固圆柱体建立了多管流动模型,得到了充分发展段和进口过渡段的速度分布和一定管长下的液相停留时间分布,进而求得液相平均停留时间和持液量的表达式及模型参数,并用实验进行了验证。该模型反映了气液逆流过程本质,简化了过程,适用于液相层流的情况。     

热源塔结构特性对其换热性能的实验与分析

利用搭建的开式热源塔实验平台进行实验,从塔身设置和进口参数两方面对热源塔换热性能进行分析。塔身设置包括：喷嘴位置、进风口位置及有无填料层。进口参数包括：室外空气温度、溶液进口温度及截面风速。实验结果证明热源塔下进风时的吸热效率优于上进风,其中无填料上喷下进风式换热性能最优;填料层可以促进气液之间的热质交换,但进风阻力变大,热源塔能耗比降低。对于进口运行参数,在下进风工况下,当风速增大时,热源塔的吸热效率均得到提升,但风速过大,吸热效率仅有微小提高,且塔身能耗比下降较快;溶液进口温度升高,热源塔的吸热效率提高幅度在30.1%~34.6%之间,进出口溶液温差降低了0.9 ℃~1.2 ℃;室外空气温度升高热源塔的进出口溶液温差明显增大,但吸热效率降低。     

热源塔结构特性对其换热性能影响的实验研究

利用搭建的开式热源塔实验平台进行实验,从塔身设置和进口参数两方面对热源塔换热性能进行分析。塔身设置包括喷嘴位置、进风口位置及有无填料层。进口参数包括室外空气温度、溶液进口温度及截面风速。实验结果证明热源塔下进风时的吸热效率优于上进风,其中无填料上喷下进风式换热性能最优;填料层可以促进气液之间的热质交换,但进风阻力变大,热源塔能耗比降低。对于进口运行参数,在下进风工况下,当风速增大时,热源塔的吸热效率均得到提升,但风速过大,吸热效率仅有微小提高,且塔身能耗比下降较快;溶液进口温度升高,热源塔的吸热效率提高幅度为30.1%~34.6%,进出口溶液温差降低了0.9~1.2℃;室外空气温度升高热源塔的进出口溶液温差明显增大,但吸热效率降低。     

板式塔气液固三相逆流的水力学性能

对冷模装置上气、液、固三相逆流进行了流体力学实验,得到了三种不同开孔率下穿流塔板的负荷性能图。在三相逆流情况下,均可找到适宜的操作范围,塔板压降和泡沫层高度与三相逆流流体力学性能有一定的关系。塔板压降主要取决于气相速度,泡沫层高度随气速和液、气流动参数及液相流量而变化。建立了塔板压降及泡沫层高度计算模型,回归结果表明,计算模型拟合性较好。由于固相的存在,应该加大蒸馏过程中所需的回流比。     

海上FLNG气液逆流塔内两相流动与传质特性数值模拟

FLNG是集海上天然气开采、处理、液化、储存和装卸为一体的浮式生产装置,酸气脱除是天然气液化工艺环节中的关键步骤。以应用于FLNG的气液逆流填料塔为研究对象,采用多孔介质模型对规整填料进行建模,模型中考虑多孔介质阻力、气液相间拖曳力、气液相弥散力等的影响,通过引入动网格模型建立海况条件下填料塔的数值模型,定量研究倾斜角度、晃荡角度、晃荡周期对填料塔的气液流场及传质性能的影响。结果表明:倾斜角度3°以上对塔内液体分布影响较大,相比不倾斜工况液体均匀系数降低约30%;晃荡周期为6 s,角度在1°～6°内变化时,液相分布不均性均能得到一定的改善;增加晃荡周期至10 s,净化气中CO2物质的量分数的波动幅度增加了87%。     

旋转填充床中两种填料压降特性与传质特性的对比

利用空气-水-SO2 系统研究了逆流旋转床的气相压降及传质特性。结果表明, 填料A(普通丝网 )比填料B(RS钢波纹丝网)的气相压降大30%左右, 体积传质系数小15%左右, 即填料B比填料A的流体力学性能和传质性能好。     

新型丝网波纹填料的流体力学特性研究

对北京化工大学设计的BHS-Ⅳ新型丝网波纹填料进行了流体力学性能研究。应用空气-水系统，在500mm的有机玻璃塔中进行实验。测定了此填料在不同气液负荷下的填料压降和不同喷淋密度下的液泛点，并回归出了干塔压降、湿塔压降和液泛点的关联式。获得了此新型填料的基础数据，为更合理的设计填料提供依据。     

LiCl溶液吸收除湿器的实验与模拟

建立了一套以LiCl水溶液为吸收工质的逆流绝热填料塔吸收除湿装置,在处理空气含湿量为14～20g/kg,处理空气流速为1.0～1.2m/s,空气温度为26.0～34.0℃,溶液入口质量分数为0.340～0.400,溶液入口温度为25.0～34.0℃,溶液入口流量为70～230?L/h的条件下,进行了溶液吸收除湿实验研究,通过改变溶液与空气的入口参数,获得空气出口温、湿度的变化状况。建立了过程的热质传递模型,比较模拟数据与实验数据,验证了理论模型有较好的适用性。应用模型对溶液除湿过程进行了模拟分析,预测了除湿过程的操作优化条件。实验结果与模拟数据对溶液吸收式除湿系统的性能分析与工程设计提供了帮助与指导。     

新型高效填料技术

<正>■技术简介填料作为填料塔最重要的传质内件,其性能主要取决于填料表面的湿润程度和汽液两相流体分布的均匀程度。对金属材质填料,本技术采用物理方法、化学方法及联合方法,对金属丝网波纹填料与金属板波纹填料进行表面处理,大大提高了液体在填料表面的成膜和填料的分离效率;在     

化学吸收法测定旋转填料床有效相界面积

用化学吸收法测量了同心环波纹碟片旋转填料床在气液两相沿径向逆流条件下有效相界表面积及有效比相界表面积,实验结果表明,同心环流纹碟片旋转填料床不仅可１００％地有效利用填料自身的表面积,而且可起到良好的才轮扩展相界面积的作用,使相界面积增加２－３．５倍。     

波纹规整填料的特殊应用

介绍了波纹规整填料在气、液分布、填料支承、填料压紧（床层限制器）及大型填料塔的支承梁等不同场合的多种用途．在Φ２５７ｍｍ精馏塔上采用６．４ｍｍ×６．４ｍｍ的θ网环填料，填料中间装入ｃｙ型填料做再分布的实验表明分离效率可提高７０％以上．还列举了两个工业应用的例子．     

下降管内壁激冷水降膜流动特性

为了研究Texaco气化炉激冷室下降管内气液两相流动特性,在不考虑气液两相热质传递的条件下,采用数值方法探讨了激冷水流量、入口气体速度对下降管内壁降膜的流动特征、流型与断裂所产生的影响.结果表明,随着激冷水流量增大,下降管内壁降膜连续性越好,气体速度对降膜结构的影响相对较小.当激冷水流量保持不变的情况下,降膜入口速度对降膜连续性的影响比降膜入口厚度的影响显著,增加降膜入口速度对抑制降膜断裂具有更为重要的作用.     

泵出型螺旋槽机械密封端面间隙气液两相流动数值分析

针对泵出型螺旋槽气膜密封由于阻塞气压力降低,被密封液相介质进入密封间隙的情况,以密封端面间隙流体膜为研究对象,利用Fluent软件VOF模型模拟阻塞气压力恢复到正常值时端面间隙的流动状况。此时流体膜处于气液两相非稳定流动状态,研究密封端面间气液两相介质分布、压力分布及密封性能随时间的变化规律。结果表明:在假设条件下,内径处阻塞气压力恢复到正常值,流体膜能够恢复成纯气相流体膜;液相介质能增强流体动压效应,增大气相介质流动阻力,降低泵送量;气液两相掺混,改变了气液两相分布、压力分布、泵送量等密封性能,增大了流体膜恢复成纯气相的难度,且在液相介质进入螺旋槽状况下,流动过程中少量液相介质在内径处发生泄漏。     

溶液除湿系统中再生子系统的运行参数分析

溶液除湿系统在生产和生活中已得到广泛应用,提高溶液除湿系统节能优势的关键措施之一是提高其再生子系统的效率.本文采用已得到实验验证的填料塔模型和逆流换热器模型,分别描述再生塔中溶液—空气传热传质过程和空气—空气换热器中逆流换热过程,然后用正交设计法安排数值实验.通过对实验结果的方差分析,确定了各运行参数及它们之间的交互作用的相对重要性.方差分析结果表明:以再生塔内水份蒸发速率作实验指标时,重要参数包括溶液入口温度和浓度、干空气与溶质之间的质量流量比率、再生空气入口温度;以再生塔再生效率作实验指标时,干空气与溶质之间的质量流量比率以及溶液入口温度是重要参数;参数之间的交互作用对再生塔内水份蒸发速率和再生效率都没有重要的影响.     

250K 变向孔板波纹填料的流体力学和传质性能

测定了250K变向孔板波纹填料的流体力学和传质性能,并将其和250Y型孔板波纹填料进行了对比.实验结果表明:变向孔板波纹填料可以明显消除"壁效应",使汽液分布均匀.与250Y型孔板波纹填料相比,压降可减小20%,泛点气速提高20%,传质效率提高10%～20%.对250K变向孔板波纹填料的流体力学实验数据进行了关联,获得了压降和气速的关联式.     

HSX型规整填料的流体力学和传质性能研究

在直径为476 mm的有机玻璃塔内对新开发的HSX型填料进行冷膜实验,测试不同比表面积的HSX型填料的流体力学性能和传质性能,并将HSX125型填料与Mellapak125X型填料的实验数据进行对比。实验结果表明:HSX125型填料无论在湿塔压降、液泛气速及传质效率上均优于Mellapak125X型填料;当喷淋密度L=28.11m3/(m2·h)时,HSX125型湿塔压降比Mellapak125X平均降低30.8%,等板高度平均降低16.2%;在实验操作条件下,HSX125型填料的液泛气速平均升高5.6%。上述结果表明,HSX型填料经波纹结构优化后,在保证填料塔大通量的前提下也保持了其较高的传质效率。     

气液逆流填料塔的作用机理及液泛速度的计算

在设计气液逆流填料塔时,必须先正确地选定气体的速度,然后才能计算出塔的直径。所选取的气体速度,不能大于骸该条件下的液泛速度,否则,填料塔便不能维持正常的操作。此外,根据的研究,认为填科塔最有效的傅质条件,是在接近液泛速度的极限速度下。因而,正确地计算填料塔的液泛速度,对设计填料塔来说,是一个重要的问题。但是直到观在,计算填料塔的液泛速度,还没有一个统一的公式。